(57)【要約】【課題】有機物処理の効率を向上させることができる産業廃液の処理方法を提供すること。【解決手段】本発明の産業廃液の処理方法は、産業廃液から陽イオン除去手段によりアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を除去する前処理工程（Ｓ１０）と、前記前処理工程を経た前記産業廃液に対して、前記産業廃液に含まれる有機物を光触媒により分解する光触媒処理工程（Ｓ２０）とを備えることを特徴とする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業廃液から陽イオン除去手段によりアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を除去する前処理工程と、
前記前処理工程を経た前記産業廃液に対して、前記産業廃液に含まれる有機物を光触媒により分解する光触媒処理工程と
を備えることを特徴とする産業廃液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業廃液の処理方法に関し、特に、病院、工場等から排出される様々な産業廃液を処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
病院、工場等から排出される様々な産業廃液に対する処理方法を考案することが必須とされてきた。具体的にいうと、例えば、医療現場等で大量に排出される人口透析治療廃液を、河川放流或いは下水放流可能にするには、有機物の分解処理をしてＢＯＤ等の値を下げなければ成らない。
【０００３】
この有機物の分解処理をする方法としてルチル型二酸化チタンが有効であることが、公知である（非特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】藤島  昭  他著，「光クリーン革命」，ｐ１１６−ｐ１２０，１９９７年９月１０日第６刷発行，株式会社シーエムシー発行
【０００５】
しかしながら、効果的と思われたアナターゼ型二酸化チタンで人口透析治療廃液を処理したが、思ったほど有効ではなかった。例えば、所定のブドウ糖含有量にまで低下させるには長時間かかり、有機物処理の効率が向上しないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点を解消し、有機物処理の効率を向上させることができる産業廃液の処理方法を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属が、有機物の処理をするための光触媒の触媒毒となるという知見に基づいて得られたものである。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の産業廃液の処理方法は、産業廃液から陽イオン除去手段によりアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を除去する前処理工程と、前記前処理工程を経た前記産業廃液に対して、前記産業廃液に含まれる有機物を光触媒により分解する光触媒処理工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、有機物の処理をするための光触媒の触媒毒となるアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を予め、前処理工程で除去するので、有機物処理の効率を向上させることができる産業廃液の処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［産業廃液の処理方法］
本発明の一実施形態に係る産業廃液の処理方法は、図１に示されるように、産業廃液から陽イオン除去手段によりアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を除去する前処理工程（Ｓ１０）と、前記前処理工程を経た前記産業廃液に対して、前記産業廃液に含まれる有機物を光触媒により分解する光触媒処理工程（Ｓ２０）とを備える。
【００１１】
［産業廃液］
対象となる産業廃液は、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属と有機物とを含有して成るものであればよい。ここで、産業廃液としては、病院で使用される人工透析液等の廃液や、病院、工場、家庭等から排出される廃液等が挙げられる。
【００１２】
産業廃液中のアルカリ金属としては、周期表第I族元素である、例えば、リチウムLi、ナトリウムNa、カリウムK、ルビジウムRb、セシウムCs、フランシウムFr等が挙げられる。また、産業廃液中のアルカリ土類金属としては、周期表第II族元素である、例えば、べリリウムBe、マグネシウムMg、カルシウムCa、ストロンチウムSr、バリウムBa、ラジウムRa等が挙げられる。
【００１３】
一方、産業廃液中の有機物としては、対象となる産業廃液に含まれる様々な有機物が挙げられる。この有機物としては、例えば、病院等で扱われる産業廃液中の有機物として、ブドウ糖、セルロース、ホルマリン等が挙げられる。また、化学工場等で扱われる産業廃液中の有機物が含まれる廃液として、第１類廃液、第２類廃液等が挙げられる。
【００１４】
第１類廃液としては、第１石油類（引火点２１度未満）、第２石油類（引火点２１度以上７０度未満）等が挙げられる。第１石油類の廃液としては、アセトン、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、ジオキサン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、メチルエチルケトン、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、ジクロロエタン、ジクロロエチレン、ピリジン、ガソリン、石油エーテル、石油ベンジン、リグロイン、シンナー等が挙げられる。
【００１５】
第２石油類の廃液としては、ギ酸、酢酸、ブタノール、アミルアルコール、酢酸ブチル、テトラヒドロフラン、イソプロピルベンゼン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、灯油、軽油等が挙げられる。
【００１６】
第２類廃液としては、第３石油類（引火点７０度以上２００度未満）、第４石油類等（引火点２００度以上）等が挙げられる。第３石油類の廃液としては、ジメチルホルムアミド、エチレングリコール、ジメチルスルホキシド、重油等が挙げられる。
【００１７】
第４石油類等の廃液としては、ギヤ油、シリンダー油、タービン油、モーター油、ジーゼル油、真空ポンプ油、菜種油、ヤシ油、オリーブ油、ヒマシ油、ボイル油、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等が挙げられる。
【００１８】
［光触媒］
使用する光触媒としては、光触媒効果、すなわち、紫外線が照射されると、電子の移動により強力な酸化力を生ずる効果を奏するものであればよく、例えば、二酸化チタン、特に、アナターゼ型二酸化チタン等が採用できる。
【００１９】
［陽イオン除去手段］
陽イオン除去手段としては、前記アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を除去できればよく、例えば、イオン交換樹脂、イオン交換膜、他の化学的処理手段等が挙げられる。
【００２０】
ここで、イオン交換樹脂としては、陽イオン交換樹脂が挙げられる。この陽イオン交換樹脂は、母体樹脂に、酸性水酸基（−ＯＨ  酸性）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ  弱酸性）やスルホン基（−ＳＯ３Ｈ  強酸性）が結合している高分子酸の構造を有しているものが挙げられる。
【００２１】
なお、母体樹脂は、多価フェノール類とホルムアルデヒドの縮合反応によるいわゆる縮重合型樹脂や、スチレン−ジビニルベンゼン（ＤＶＢ）系の付加重合型樹脂である。その製造方法としては、例えば、前者では、縮重合前のフェノール類に官能基を導入した後、高分子化する方法が挙げられ、後者では、架橋高分子母体を製造し、これに官能器を導入したものである。
【００２２】
イオン交換樹脂を陽イオン除去手段とする場合には、酸性水酸基（−ＯＨ  酸性）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ  弱酸性）やスルホン基（−ＳＯ３Ｈ  強酸性）等の基がイオン交換樹脂の表面にあって、産業廃液中のアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の陽イオンとＨを交換し、産業廃液中にＨ＋を放出する。
【００２３】
また、イオン交換膜は、前記イオン交換樹脂を膜状としたイオン交換樹脂膜である。イオン交換膜を陽イオン除去手段とする場合には、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを交互に並べて透析槽をつくり、直流電流を流すことにより、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を除去するようになる。
【００２４】
他の化学的処理手段としては、所定の陽イオンを選択的に吸着できる触媒等が挙げられる。
【００２５】
なお、前記前処理工程は、例えば、産業廃液のｐＨ値を測定し、ｐＨ値が２以下になったところで終了するようにする。これは、例えば、産業廃液中のアルカリ金属としてのナトリウムと、陽イオン除去手段としての陽イオン交換樹脂中のＨが交換されて、産業廃液が十分に酸性になれば、ナトリウムの除去が終了したと判断できるためである。
【００２６】
［処理装置］
一方、本実施形態に係る産業廃液の処理方法に使用する処理装置を図２に示す。処理装置１は、産業廃液を貯蔵する産業廃液用タンク２と、産業廃液用タンク２の後段に設けられるポンプ３と、ポンプ３の後段に設けられる前処理部４と、前処理部４の後段に設けられる光触媒処理部５とを備えてなる。
【００２７】
産業廃液用タンク２は、産業廃液を貯蔵することができればよく、公知のタンクを採用できる。ポンプ３は、産業廃液を前処理部４へ流動させることができ、流量を調節可能であればよく、公知のポンプを採用できる。
【００２８】
前処理部４は、前処理工程（Ｓ１０）を行う装置であり、詳しくは、図３に示されるように、円筒形状の処理部本体４Ａと、処理部本体４Ａ内部に充填された陽イオン除去手段としてのイオン交換樹脂４Ｂとを備えてなる。
【００２９】
光触媒処理部５は、光触媒処理工程（Ｓ２０）を行う装置であり、詳しくは、図４に示されるように、円筒形状の処理部本体６と、この処理部本体６の下側側面部に設けられた供給口７と、この処理部本体６の上側側面部に設けられた排出口８と、この処理部本体６の中央部軸方向に沿って設けられた中央管９と、この中央管９内部に設けられた紫外線照射ランプ１０と、この中央管９の外表面と処理部本体６の内壁との間に設けられた光触媒部１１とを備えて成る。
【００３０】
供給口７および排出口８には、産業廃液の流量を調節する流量調節手段、例えば、バルブ等が設けられてもよい。
【００３１】
中央管９は、内部の紫外線照射ランプ１０からの紫外線を透過できる材料であればよく、例えば、透明な石英ガラス等が挙げられる。また、紫外線照射ランプ１０は、所定の強さの紫外線を照射できるものであればよい。
【００３２】
光触媒部１１は、中央管９の外周表面側に設けられ、内部の紫外線照射ランプ１０からの紫外線が照射されるような構造であればよい。光触媒部１１としては、例えば、図４に示されるように、ビーズ状の光触媒を中央管９の外表面と処理部本体６の内壁との間の空間に充填してなる態様が挙げられる。他の態様としては、中央管９の外表面にビーズ状の光触媒（二酸化チタン）のゾルを塗布して成る塗膜状に形成されているものや、光触媒を含有した繊維シート等であってもよい。
【００３３】
以下に処理装置１を用いて、具体的に、産業廃液の処理方法を実施する際の手順および作用を示す。まず、産業廃液用タンク２に貯蔵された産業廃液をポンプ３を作動させることにより、前処理部４へ流す。ここで、陽イオン除去手段としてのイオン交換樹脂４Ｂに産業廃液が接触して、産業廃液中のアルカリ金属等が、除去される（Ｓ１０、前処理工程）。
【００３４】
次に、前処理工程（Ｓ１０）を経た前記産業廃液が供給口７より光触媒処理部５に導入される。この際、紫外線照射ランプ１０を作動させ、所定の強さの紫外線を光触媒部１１に照射する。すると、紫外線を照射された光触媒部１１中の光触媒は、電子の移動により強力な酸化力を生ずるようになり、有機物が分解される。有機物が分解された産業廃液は、排出口８より処理装置１外へ排出され、捕集される（Ｓ２０、光触媒処理工程）。
【００３５】
上述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）有機物の処理をするための光触媒の触媒毒となるアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を予め、前処理工程（Ｓ１０）で除去するので、有機物処理の効率を向上させることができる産業廃液の処理方法とすることができる。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は実施例の内容に限定されるものではない。
【００３７】
(実施例)
前記実施形態に係る産業廃液の処理方法を、以下の具体的手順で実施した。
ここで、産業廃液としては、人工透析液（ブドウ糖（有機物、１０００ｐｐｍ）と塩化ナトリウム（アルカリ金属、６０００ｐｐｍ）を含有している。）を用いた。
【００３８】
まず、産業廃液用タンク２に貯蔵された産業廃液をポンプ３を作動させることにより、前処理部４へ、流量５mL/minで流した。ここで、陽イオン除去手段としては、市販されている陽イオン交換樹脂（ダウコーニング株式会社製、商品名  ダウエックス）を用いた。そして、陽イオン除去手段としてのイオン交換樹脂４Ｂに産業廃液が接触して、産業廃液中のアルカリ金属等が、除去される（Ｓ１０、前処理工程）。
【００３９】
なお、前処理工程は、産業廃液のｐＨ値を測定し、ｐＨ値が２以下になったところで終了した。これは、産業廃液中のナトリウムと陽イオン交換樹脂中のＨが交換されて、産業廃液が十分に酸性になれば、ナトリウムの除去が終了したと判断できるためである。
【００４０】
次に、前処理工程（Ｓ１０）を経た前記産業廃液を供給口７より光触媒処理部５に導入した。なお、光触媒処理部５の光触媒としては、（株）光触媒研究所製のアナターゼ型二酸化チタン（商品名  ガラスビーズ  ＢＬ２．５ＤＸ）を用いた。
【００４１】
この際、紫外線照射ランプ１０を作動させ、所定の強さの紫外線を光触媒部１１に照射する。すると、紫外線を照射された光触媒部１１中の光触媒は、電子の移動により強力な酸化力を生ずるようになり、有機物が分解される。有機物が分解された産業廃液を、排出口８より処理装置１外へ排出し、捕集した（Ｓ２０、光触媒処理工程）。
【００４２】
(比較例)
比較例は、実施例とは、前処理工程を実施しなかった点が異なる。すなわち、比較例では、産業廃液に対して、すぐに光触媒で、光触媒処理を行った。
【００４３】
[評価方法および評価結果]
各実施例、比較例に係る産業廃液の処理方法を複数回実施した後、ブドウ糖濃度を各回数ごとに、測定した。測定結果を図５に示す。
【００４４】
[ブドウ糖濃度の測定方法]
日本ダイオネクス（株）製、ＤＸｃ−５００イオンクロマトグラフシステムを使用して、ブドウ糖濃度を測定した。
【００４５】
以上の実施例、比較例によれば、実施例の方が、比較例よりも、ブドウ糖濃度が低く、効率良く、ブドウ糖を分解できたことがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本発明に係る産業廃液の処理方法のフローチャートを示している。
【図２】図２は、本実施形態に係る処理装置の概略図を示している。
【図３】図３は、本実施形態に係る処理装置の前処理部の概略図を示している。
【図４】図４は、本実施形態に係る処理装置の光触媒部の概略図を示している。
【図５】図５は、人工透析液を処理した際の処理回数とブドウ糖濃度との関係を示すグラフを示している。
【符号の説明】
【００４７】
１    処理装置
２    産業廃液用タンク
３    ポンプ
４    前処理部
５    光触媒処理部
６    処理部本体
７    供給口
８    排出口
９    中央管
１０    紫外線照射ランプ
１１    光触媒部
４Ａ    処理部本体
４Ｂ    イオン交換樹脂
Ｓ１０    前処理工程
Ｓ２０    光触媒処理工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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